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PART I Particle Physics(质子物理)

Particle 质子: 有质量，可以当作一个点的物体

基本理论知识(只写重要名词，可以自己联想下以前学的名词):

向量、牛顿三大定律(惯性定律、F = ma、力反作用力)、矢量、标量、加速度、速度、时间、位移(和路程区别)、G = mg、弹力 = K*ds(k:弹力系数,ds:弹簧形变)、动量定律、动能定律、能量守恒、杠杆。

1、质点的基本属性(质量、位置、速度、加速度、合外力、摩擦因子)
根据这些属性可以定义一个质子类来描述质子,如下:

// 质点

class CParticle

{

protected:

// 质量(使用质量的倒数方便每帧运算，提高效率)

real m_fInverseMass;

// 位置(空间位置)

D3DXVECTOR3 m_vecPos;

// 速度

D3DXVECTOR3 m_vecVelocity;

// 加速度

D3DXVECTOR3 m_vecAcceleration;

// 合力

D3DXVECTOR3 m_vecForceAccum;

// 摩擦力模拟系数

real m_fDamping;

};

m_fDamping如果为0物体就处于静止,如果为1.0f就相当于绝对光滑。

每一帧都要更新加速度(通过合力，质量来计算),而速度则根据加速度和时间连计算，位置则根据速度时间来计算。

基本原理:

通过每一帧的时间戳(duration)，以及合力来更新位置，速度，加速度。

位置的更新:

S0:前一帧的位移

S2:经过t时间物体移动的瞬间位移

S1:当前帧物体位移动

S1 = S0 + S2;

m_vecPos += (m_vecVelocity * duration + 0.5* m_vecAcceleration *t*t);(t为一帧的时间戳)---计算位置

因为这个t很小，所以可以写为

m_vecPos += m_vecVelocity * t;

加速度的更新:

D3DXVECTOR3 resultingAcc = m_vecAcceleration;

resultingAcc += (m_fInverseMass * m_vecForceAccum);

m_vecVelocity += (resultingAcc*duration);

由牛顿第二定律F = m*a; a = 1/m * F;

当前帧加速度等于前一帧的加速度加上当前合外力产生的加速度。

速度的更新:

m_vecVelocity += (resultingAcc * duration);

m_vecVelocity *= real_pow(m_fDamping, duration);

根据:(V1 – V0)/t = a; V1 = at + V0;

当前帧速度等于当前加速度乘以时间加上上一帧的速度。

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